JP2011206298A - ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、上流側と下流側のプラズマの発生状態をバランスさせる。
【解決手段】電極９（９−１，９−２）をハニカム構造体４−２および４−３の外側において、このハニカム構造体４−２および４−３の処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側の端部から下流方向へ（２／３）・Ｌ程度の範囲を避けた領域に配置する。これにより、空間１０の上流側部分でのプラズマの発生状態が緩和（低下）され、上流側で発生するプラズマにより失われる水分が抑えられ、その分、下流側でのプラズマの発生状態が強くなり、上流側と下流側のプラズマの発生状態がバランスする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、処理対象ガスに含まれる有害ガスを浄化するガス処理装置に関するものである。

従来より、排気ガス中で高電圧放電を行ってプラズマ状態を作ることで、排気ガスに含まれる有害ガスの浄化を行う技術が知られている。近年、この技術は、脱臭を目的として、工場の排気を浄化する浄化装置や室内の空気を浄化する空気清浄機に応用されつつある。

熱的に非平衡な状態、つまり気体の温度やイオン温度に比べ、電子温度が非常に高い状態のプラズマ（非平衡プラズマ（以下、単にプラズマと言う））は、電子衝突でつくられるイオンやラジカルが常温では起こらない化学反応を促進させるので、有害ガスを効率的に除去あるいは分解することが可能な媒体として有害ガス処理において有用であると考えられている。実用化で肝心なことは、処理時のエネルギーの効率の向上と、プラズマで処理した後に完全に安全な生成物質へと変換されることである。

一般に、大気圧でのプラズマは気体放電や電子ビームなどによって生成される。現在において、適用が考えられているものに、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、フロン、ＣＯ₂ ，揮発性有機溶剤（ＶＯＣ）などがある。中でもＮＯｘは車の排ガスなどに含まれているので早急な実用化が必要となっている。

ＮＯｘ除去における放電プラズマ（気体放電によって生成されたプラズマ）内の現象は、電子衝突によって１次的に生成されたイオンやラジカルが最初の反応を起こし、その後の反応を通してＮ₂ ，Ｈ₂ Ｏ，ＮＨ₄ ＮＯ₃ などの各粒子に変換されて行くものと考えられている。

また、有害ガスを例えばアセトアルデヒドやホルムアルデヒドとした場合、この有害ガスをプラズマを通すことによって、ＣＯ₂ とＨ₂ Ｏに変換される。この場合、副生成物として、オゾン（Ｏ₃ ）が発生する。

図７に放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する（例えば、特許文献１参照）。同図において、１は処理対象ガス（有害ガスを含む空気）ＧＳが流れるダクト（通風路）であり、ダクト１内には、処理対象ガスＧＳの通過方向に沿って放電電極２とグランド電極３とが交互に配置され、これら電極２，３間にセルと呼ばれる多数の貫通孔４ａを有するハニカム構造体４が配設されている。５は高電圧電源である。なお、ハニカム構造体４はセラミックス等の絶縁体で形成されており、特許文献２にもその使用例がある。

放電電極２は、金属製メッシュ、極細ワイヤ、または針状体等で形成されている。各放電電極２は、導線６によって高電圧電源５の＋極に接続されている。グランド電極３は、金属性メッシュ等で形成されている。各グランド電極３は、導線７によって高電圧電源５の−極に接続されている。

このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１に流し、放電電極２とグランド電極３との間に高電圧電源５からの高電圧（数ｋＶ〜数１０ｋＶ）を印加する。これにより、各ハニカム構造体４の貫通孔４ａ内にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。

しかしながら、このような構成のガス処理装置では、次のような問題点を有する。
(１)多数のハニカム構造体４を有するが、ばらつきなく均一なプラズマを発生させる技術が確立されておらず、ハニカム構造体４の性能にばらつきが出てしまう。例えば、同じハニカム構造体４同士でもインピータンス値が異なることがあり、また１つのハニカム構造体４内でも例えばその上下でインピーダンス値が異なるというようなこともあり、全体として均一なプラズマが発生せず、ガス処理能力が不安定となる。また、貫通孔４ａだけでのプラズマ発生なので、プラズマの発生量が少なく、ガス処理能力が低い。

(２)ハニカム構造体４は吸湿すると低インピーダンスに、乾燥すると高インピーダンスになる特性を持っており、ハニカム構造体４が低インピーダンスになると、流れる電流が増大し放電電極２とグランド電極３との間に印加される高電圧値が低下し、ハニカム構造体４が高インピーダンスになると、流れる電流が減少し放電電極２とグランド電極３との間に印加される高電圧値が上昇する。このような高電圧値の変化に対し、所望のプラズマの発生量を確保し得る高電圧値を得ることのできる高電圧電源５は、その設計に要する工数も含めて非常に高価となる。

(３)ハニカム構造体４のそれぞれに対して放電電極２とグランド電極３を設けているため、部品点数が多く、構造も複雑となり、高価となる。
(４)処理対象ガスＧＳの通過方向（ダクト１の入口から出口への方向）に沿ってハニカム構造体４がダクト１内に配置されているため、ハニカム構造体４のガス流と直交する方向の寸法が長く、これに対してガス流と平行な方向の寸法が短くなっている。このため、ガス流の流速が速いと、処理対象ガスＧＳがハニカム構造体４の内部でプラズマに晒される時間が短く、ガス処理能力が落ちる。

そこで、本出願人は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決するものとして、図８に示すような構造のガス処理装置を提案した（特許文献３参照）。このガス処理装置では、ダクト１の入口から出口への処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔Ｇ（Ｇ１〜Ｇ３）を設けて、多数の貫通孔（丸孔）４ａを有する複数のハニカム構造体４（４−１〜４−４）を配置している。

なお、８はハニカム構造体４−１〜４−４のうち処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向の一端に位置するハニカム構造体４−１の外側に配置された第１の電極、９はハニカム構造体４−１〜４−４のうち処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向の他端に位置するハニカム構造体４−４の外側に配置された第２の電極であり、処理対象ガスＧＳが通過するように金属製メッシュとされている。

この第１の電極８と第２の電極９との間に高電圧電源（高電圧源）５からの高電圧を印加することにより、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間１０（１０−１〜１０−３）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。

特開２０００−１４０５６２号公報 特開２００１−２７６５６１号公報 特開２００８−１９４６６９号公報

しかしながら、図８に示された構造のガス処理装置は、上述した従来のガス処理装置の問題点を解決することができる点で優れているが、次のような問題を有している。

このガス処理装置において、処理対象ガスＧＳは、ダクト１の入口から出口への通過方向に向かって流れて行く過程で、ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間１０で発生したプラズマによって処理を受けるが、処理を受ける度に処理対象ガスＧＳ中に含まれる水分が消費されるので、処理対象ガスＧＳは上流側から下流側にかけて湿度が低下する。また、ハニカム構造体４の内部でのプラズマの発生状態は処理対象ガスＧＳ中の水分が多いほど活発に行われ、水分が少なくなるにつれて抑制される特性がある。これは、水分が多い環境下ではハニカム構造体４のインピーダンスが低くなり、逆に、水分が少ない環境下ではハニカム構造体４のインピーダンスが高くなるためである。

これに対して、空間１０を形成する各ハニカム構造体４間の間隔Ｇは、処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側から下流側にかけて等しくされている。このため、下流側でのプラズマの発生状態が上流側より弱くなる。そこで、下流側でのプラズマの発生状態を適切なものにするために印加電圧を高めると、上流側でのプラズマの発生状態が必要以上に強くなりすぎ、オゾンのような好ましくない副生成物が発生したり、消費電力が増大するという問題が生じる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構成で、上流側と下流側のプラズマの発生状態をバランスさせることが可能なガス処理装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の一端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第１の電極と、複数のハニカム構造体のうち処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の他端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方を、その電極が配置されるハニカム構造体の外側において、そのハニカム構造体の処理対象ガスの通過方向の上流側の端部から下流方向への所定範囲を避けた領域に配置するようにしたものである。

また、通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、各ハニカム構造体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加しハニカム構造体の貫通孔およびハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、各ハニカム構造体群の第１の電極および第２の電極の少なくとも一方を、その電極が配置されるハニカム構造体の外側において、そのハニカム構造体の処理対象ガスの通過方向の上流側の端部から下流方向への所定範囲を避けた領域に配置するようにしたものである。

この発明では、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方を、その電極が配置されるハニカム構造体の外側において、そのハニカム構造体の処理対象ガスの通過方向の上流側の端部から下流方向への所定範囲を避けた領域に配置することにより、各ハニカム構造体間の空間の上流側部分でのプラズマの発生状態が緩和（低下）される。

本発明によれば、第１の電極および第２の電極の少なくとも一方を、その電極が配置されるハニカム構造体の外側において、そのハニカム構造体の処理対象ガスの通過方向の上流側の端部から下流方向への所定範囲を避けた領域に配置するようにしたので、各ハニカム構造体間の空間の上流側部分でのプラズマの発生状態が緩和（低下）され、上流側で発生するプラズマにより失われる水分が抑えられ、その分、下流側でのプラズマの発生状態が強くなり、簡単な構成で、上流側と下流側のプラズマの発生状態をバランスさせることが可能となる。

本発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。 実施の形態１においてハニカム構造体間の電極インピーダンスを説明する図である。 実施の形態１において一部のハニカム構造体の厚さ方向の形状を変えてハニカム構造体間の間隔を処理対象ガスの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭めるようにした例を示す図である。 実施の形態１においてハニカム構造体間の間隔を等間隔とした例をその電極配置の変形例と合わせて示す図である。 本発明に係るガス処理装置の他の実施の形態（実施の形態２）の要部を示す図である。 実施の形態２においてハニカム構造体間の間隔を等間隔とした例をその電極配置の変形例と合わせて示す図である。 放電プラズマを利用した従来のガス処理装置の要部を例示する図である。 特許文献３に示されたガス処理装置の要部を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るガス処理装置の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。同図において、図８と同一符号は図８を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

この実施の形態においても、図８に示したガス処理装置と同様に、処理対象ガスＧＳの通過方向（ダクト１の入口から出口への方向）に対し直交する方向に沿って、複数のハニカム構造体４を間隔を設けてダクト１内に配置している。

この例では、ハニカム構造体４−１と４−２との間に間隔Ｇ１を設けて、ハニカム構造体４−３と４−４との間に間隔Ｇ２を設けて、ハニカム構造体４−１〜４−４をダクト１内に配置している。

また、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群とし、この第１のハニカム構造体群の両端に位置するハニカム構造体４−１および４−２の外側に、第１の電極として電極８を、第２の電極として電極９を配置している。

同様にして、ダクト１内の複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群とし、この第２のハニカム構造体群の両端に位置するハニカム構造体４−３および４−４の外側に、第１の電極として電極９を、第２の電極として電極１１を配置している。

本実施の形態において、電極９は棒状（丸棒）の電極９−１と９−２とにより構成されており、電極９−１と９−２とはハニカム構造体４−２および４−３の外側において、このハニカム構造体４−２および４−３の処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側の端部から下流方向への所定範囲を避けた領域に、処理対象ガスＧＳの通過方向に離間して設けられている。この例では、ハニカム構造体４の長さをＬとした場合、処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側の端部から下流方向へ（２／３）・Ｌ程度の範囲を避けた領域に、電極９（９−１，９−２）を配置している。また、電極９−１の径は、電極９−２の径よりも小径とされている。

なお、本実施の形態において、電極９は第１のハニカム構造体群の第２の電極と第２のハニカム構造体群の第１の電極とを兼ねた共通電極とされているが、第１のハニカム構造体群の第２の電極と第２のハニカム構造体群の第１の電極とを独立した電極とするようにしてもよい。

また、本実施の形態において、高電圧電源（高電圧源）５は、第１のハニカム構造体群の電極８と９との間および第２のハニカム構造体群の電極９と１１との間に個別に高電圧を印加する単一の電源とされ、電極８および１１が導線１２によって高電圧電源５の−極に接続され、電極９が導線１３によって高電圧電源５の＋極に接続されている。

ハニカム構造体４は、セラミックス等の絶縁体で形成されており、処理対象ガスＧＳが通過する多数の貫通孔（セル）４ａを有している。各ハニカム構造体４の単位面積当たりの貫通孔４ａの数は等しくされている。また、各ハニカム構造体４は全て、処理対象ガスＧＳの通過方向に直交する方向の長さ（厚さ）が処理対象ガスＧＳの通過方向に沿う全領域で一定とされている。すなわち、本実施の形態では、単位面積当たりの貫通孔４ａの数が等しく、かつその厚さが一定で等しい、同一種類のハニカム構造体４−１〜４−４を使用している。また、電極８および１１は、処理対象ガスＧＳが通過するように、金属製メッシュとされている。

また、この実施の形態において、ハニカム構造体４−１と４−２との間の間隔Ｇ１は、ハニカム構造体４−１を処理対象ガスＧＳの通過方向に対して平行に、ハニカム構造体４−２を電極９−１，９−２の径に倣って電極９の上面の傾けて配置することにより、処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭められている。

また、この実施の形態において、ハニカム構造体４−３と４−４との間の間隔Ｇ２は、ハニカム構造体４−４を処理対象ガスＧＳの通過方向に対して平行に、ハニカム構造体４−３を電極９−１，９−２の径に倣って傾けて配置することにより、処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭められている。

このガス処理装置では、処理対象ガスＧＳをダクト１内に流し、電極８と９との間および電極９と１１との間に高電圧電源５からの高電圧を印加する。これにより、ハニカム構造体４の貫通孔４ａおよびハニカム構造体４間の空間１０（１０−１，１０−２）にプラズマが発生し、このプラズマ中に生成されるイオンやラジカルによって、処理対象ガスＧＳに含まれる有害ガスが無害な物質に分解される。

本実施の形態において、プラズマはハニカム構造体４の貫通孔４ａだけではなく、ハニカム構造体４間の空間１０にも発生する。このため、貫通孔４ａ内での有害ガスの分子分解効果に加え、ハニカム構造体４間の空間１０での有害ガスの分子分解効果が加わり、さらにこの貫通孔４ａ内での分子分解効果とハニカム構造体４間の空間１０での分子分解効果との相乗効果により、有害ガスの無害な物質への分解が促進され、ガス処理能力が高まる。また、ハニカム構造体４間の空間１０には、対向する貫通孔４ａの縁面から電界が広がって、均一なプラズマが大量に発生する。

また、この実施の形態では、各ハニカム構造体４が処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置されているので、処理対象ガスＧＳの通過方向に沿って配置される場合よりも、処理対象ガスＧＳが各ハニカム構造体４の貫通孔４ａやハニカム構造体４間の空間１０でプラズマに晒される時間が長くなる。これにより、ガス分解が行われる機会が多くなり、ガス処理能力が向上し、高速流におけるガス処理能力の低下を防ぐことが可能となる。

また、この実施の形態では、第１のハニカム構造体群の電極８と９との間および第２のハニカム構造体群の電極９と１１との間に高電圧電源５からの高電圧を個別に印加しているので、空間１０−１，１０−２での電位を安定的に高電界状態に保ち、プラズマを安定して発生させることが可能となる。

さらに、この実施の形態では、空間１０（１０−１，１０−２）を形成する各ハニカム構造体４間の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）が処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭められており、かつ、電極９（９−１，９−２）がハニカム構造体４−２および４−３の外側において、このハニカム構造体４−２および４−３の処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側の端部から下流方向へ（２／３）・Ｌ程度の範囲を避けた領域に配置されている。これにより、空間１０を形成するハニカム構造体４間の全領域において電極インピーダンスがほゞ等しくなり、空間１０における放電電流の均一化が図られ、上流側と下流側のプラズマの発生状態がバランスし、ガス処理能力が安定する。

すなわち、図２にハニカム構造体４−１，４−２間の空間１０−１を代表して示すように、Ａ〜Ｄ点の電極インピーダンスをＲＡ〜ＲＤとした場合、Ａ点の電極インピーダンスＲＡはＲＡ＝Ｒ０１＋Ｒ１１＋Ｒ２１として表され、Ｂ点の電極インピーダンスＲＢはＲＢ＝Ｒ０２＋Ｒ１２＋Ｒ２２として表され、Ｃ点の電極インピーダンスＲＣはＲＡ＝Ｒ０３＋Ｒ１３＋Ｒ２３として表され、Ｄ点の電極インピーダンスＲＤはＲＤ＝Ｒ０４＋Ｒ１４＋Ｒ２４として表される。なお、Ｒ０１〜Ｒ０４はハニカム構造体４−１での電極インピーダンス、Ｒ１１〜Ｒ１４は空間１０−１での電極インピーダンス、Ｒ２１〜Ｒ２４はハニカム構造体４−２での電極インピーダンスである。

処理対象ガスＧＳ中に水分を含んでいる場合、処理対象ガスＧＳの流れにより、ハニカム構造体４−１に含まれる水分量は上流ほど大きくなる。よって、ハニカム構造体４−１での電極インピーダンスは、Ｒ０１＜Ｒ０２＜Ｒ０３＜Ｒ０４となる。これに対し、空間１０−１での電極インピーダンスは、ハニカム構造体４−１，４−２間の間隔Ｇ１が上流側では広くされ、下流側では狭くされていることから、Ｒ１１＞Ｒ１２＞Ｒ１３＞Ｒ１４となる。そして、ハニカム構造体４−２での電極インピーダンスＲ２１〜Ｒ２４がハニカム構造体４−１での電極インピーダンスＲ０１〜Ｒ０４および空間１０−１での電極インピーダンスＲ１１〜Ｒ１４に加わり、ＲＡ≒ＲＢ≒ＲＣ≒ＲＤとなって、空間１０−１における放電電流の均一化が図られる。

これにより、空間１０−１の上流側部分でのプラズマの発生状態が緩和（低下）され、上流側で発生するプラズマにより失われる水分が抑えられ、その分、下流側でのプラズマの発生状態が強くなり、上流側と下流側のプラズマの発生状態がバランスする。なお、上流に含まれる水分量がかなり多い（結露）場合、Ｒ０１がかなり小さくなり、火花電流となる可能性がある。ハニカム構造体４−２での電極インピーダンスＲ２１は、これを防ぐ役割も果たす。

また、本実施の形態では、下流側でのプラズマの発生状態が強くなるので、下流側でのプラズマの発生状態を適切なものにするために印加電圧を高める必要がなく、オゾンのような好ましくない副生成が上流側で発生したり、消費電力が増大するという事態も避けられる。また、本実施の形態では、回路や部材を別途付加することなく、簡単な構成で、上流側と下流側のプラズマの発生状態をバランスさせることができる。

なお、この例では、ハニカム構造体４−１〜４−４をその厚さが一定で等しい同一種類のハニカム構造体としたが、図３に示すように、ハニカム構造体４−２および４−３の厚さ方向の形状を変えて、ハニカム構造体４間の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）を処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭めるようにしてもよい。

図３に示した例では、電極９をその厚さを一定とした断面矩形状の電極（金属製メッシュ）とするとともに、ハニカム構造体４−２および４−３の厚さを処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側から下流側に向かって厚くするようにし、これによって形成されるハニカム構造体４−２の傾斜面４−２ｓをハニカム構造体４−１側に向けて、ハニカム構造体４−３の傾斜面４−３ｓをハニカム構造体４−４側に向けて、電極９の上面および下面にハニカム構造体４−２および４−３を配置している。

このようにすると、ハニカム構造体４−２および４−３の底面（非傾斜面）と処理対象ガスＧＳの通過方向とが平行になるので、ハニカム構造体４−２および４−３の位置決めを容易に行うことができるようになる。また、電極９として直方体の単純形状のものを使用することができる。

また、ハニカム構造体４−１および４−４の外側に設ける電極８および９についても、図３に合わせて示しているように、ハニカム構造体４−１および４−４の処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側の端部から下流方向へ（２／３）・Ｌ程度の範囲を避けた領域に配置するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、ハニカム構造体４−１と４−２との間の間隔Ｇ１およびハニカム構造体４−３と４−４との間の間隔Ｇ２を処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭めるようにしたが、必ずしも上流側から下流側に向かって狭めるようにしなくてもよい。図４（ａ）〜（ｃ）に間隔Ｇ１，Ｇ２を等間隔とした例をその電極配置の変形例と合わせて示す。間隔Ｇ１およびＧ２を等間隔としても、電極配置のみで上流側の電極インピーダンスを大きくして、各ハニカム構造体４間の空間１０の上流側部分でのプラズマの発生状態を緩和（低下）し、上流側と下流側のプラズマの発生状態をバランスさせることが可能である。

〔実施の形態２〕
実施の形態１では、処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置された複数のハニカム構造体４のうち隣り合うハニカム構造体４−１と４−２を第１のハニカム構造体群とし、隣り合うハニカム構造体４−３と４−４を第２のハニカム構造体群とし、この第１および第２のハニカム構造体群に個別に高電圧を印加するようにしたが、図５に示すように、ダクト１内にハニカム構造体群を１群のみ配置した構成としてもよい。

図５に示した例では、処理対象ガスＧＳの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けてハニカム構造体４−１，４−２，４−３を配置し、ハニカム構造体４−２の上面および下面に傾斜面４−２ｓ₁および４−２ｓ₂を設けることによって、ハニカム構造体４間の間隔Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）を処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側から下流側に向かって徐々に狭めるようにしている。また、ハニカム構造体４−１および４−３の外側において、このハニカム構造体４−２および４−３の処理対象ガスＧＳの通過方向の上流側の端部から下流方向へ（２／３）・Ｌ程度の範囲を避けた領域に電極８および１１を配置し、この電極８と１１との間に高電圧電源５からの高電圧を印加するようにしている。

この実施の形態２においても、ハニカム構造体４−１と４−２との間の間隔Ｇ１およびハニカム構造体４−２と４−３との間の間隔Ｇ２は、必ずしも上流側から下流側に向かって狭めるようにしなくてもよい。図６（ａ）〜（ｃ）に間隔Ｇ１，Ｇ２を等間隔とした例をその電極配置の変形例と合わせて示す。

なお、上述した実施の形態１，２において、ハニカム構造体４はオゾンを分解する触媒機能を備えたものとしてもよく、処理対象ガスＧＳの通過方向の下流位置にオゾンを分解する触媒を設けるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１では、１つのハニカム構造体群中のハニカム構造体４の数を２つとしたが、さらにその数を増やすようにしてもよい。また、ハニカム構造体群の数も２つに限られるものではなく、さらにその数を増やしてもよい。実施の形態２でも、同様であり、ハニカム構造体の数を２つとしたり、さらにその数を増やすようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１では、第１のハニカム構造体群と第２のハニカム構造体群とに単一の高電圧電源５からの高電圧を個別に印加するようにしたが、異なる高電圧電源からの高電圧を個別に印加するようにしてもよい。例えば、印加する高電圧の値を変えたり、印加する高電圧の種類（交流、直流など）を変えたり、印加する高電圧の周波数を変えたりすることにより、第１のハニカム構造体群と第２のハニカム構造体群とでプラズマの発生量を変えて、分解可能な有害ガスの種類を異ならせたりすることが可能となる。

また、上述した実施の形態１，２において、副生成物としてオゾンを大量に発生させ、オゾン発生器として転用するようにしてもよい。

本発明のガス処理装置は、燃料電池等に用いられる水素を効率的に生成する目的で、炭化水素類等から水素含有ガスを生成する、いわゆる改質にも適用することができる。例えばオクタン（ガソリンの平均分子量に比較的近い物質）Ｃ₈Ｈ₁₈の場合は、本ガス処理装置に供給すると下記（１）式で示される化学反応が促進され、その結果水素ガスを効率よく生成することができる。
Ｃ₈Ｈ₁₈＋８Ｈ₂Ｏ＋４（Ｏ₂＋４Ｎ₂）→８ＣＯ₂＋１７Ｈ₂＋１６Ｎ₂・・・・（１）

１…ダクト（通風路）、４（４−１〜４−４）…ハニカム構造体、４ａ…貫通孔（セル）、４ｓ（４−２ｓ，４−３ｓ、４−２ｓ₁，４−２ｓ₂）…傾斜面、５…高電圧電源、８，９（９−１，９−２），１１…電極、１０（１０−１，１０−２）…空間、１２，１３…導線、Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）…間隔、ＧＳ…処理対象ガス。

Claims (2)

1. 通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され前記処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、
   前記複数のハニカム構造体のうち前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の一端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第１の電極と、
   前記複数のハニカム構造体のうち前記処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向の他端に配置されるハニカム構造体の外側に配置される第２の電極と、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、
   前記第１の電極および第２の電極の少なくとも一方は、その電極が配置される前記ハニカム構造体の外側において、そのハニカム構造体の前記処理対象ガスの通過方向の上流側の端部から下流方向への所定範囲を避けた領域に配置されている
   ことを特徴とするガス処理装置。
2. 通風路の入口から出口への処理対象ガスの通過方向に対し直交する方向に沿って間隔を設けて配置され前記処理対象ガスが通過する多数の貫通孔を有する複数のハニカム構造体と、
   前記複数のハニカム構造体のうち隣り合う複数のハニカム構造体を１群のハニカム構造体群とし、これらハニカム構造体群毎にその両端に位置するハニカム構造体の外側に配置された第１および第２の電極と、
   前記各ハニカム構造体群の第１の電極と第２の電極との間に個別に高電圧を印加し前記ハニカム構造体の貫通孔および前記ハニカム構造体間の空間にプラズマを発生させる高電圧源とを備えたガス処理装置において、
   前記各ハニカム構造体群の第１の電極および第２の電極の少なくとも一方は、その電極が配置される前記ハニカム構造体の外側において、そのハニカム構造体の前記処理対象ガスの通過方向の上流側の端部から下流方向への所定範囲を避けた領域に配置されている
   ことを特徴とするガス処理装置。

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